Mavros: 重申 NED 和 ENU 之间的帧转换

也许有人可以评论当前的状态？ 我目前没有时间来筛选代码，但我很乐意查看这些转换。

@LorenzMeier见 PR #208。

@LorenzMeier实际上，这是我们使用的当前约定：

身体固定 NED → ROS ENU：(xyz)→(x -y -z) 或 (wxyz)→(x -y -zw)
本地 NED → ROS ENU：(xyz)→(yx -z) 或 (wxyz)→(yx -zw)

我无法验证此图的正确性，但我认为这就是我们现在正在做的事情。

是的，这就是我的计划。 我可以确认，我在我的论文中使用并解释了它。

注意：这个转换是我们几个月前同意的，我能够在 Rviz 上确认。

问题不在于实际的转换，而在于使用某种转换时。

我在看这个：
http://wiki.ros.org/geometry/CoordinateFrameConventions和
http://www.ros.org/reps/rep-0103.html

图形有很多问题（如果它代表方向，则是代码）：

• ROS 总是右撇子。 ENU 图形（底行）是左手的，这是不正确的。
• ROS 正在使用 ENU。 ENU 表示东-北-上，因此 X 轴指向EAST，零度航向沿 Y 轴。

因此，零旋转时身体坐标系和世界坐标系之间没有区别，并且两个坐标系的 NED 和 ENU 之间的转换是相同的，分别使用全局/局部参考。

我主要同意@LorenzMeier所说的。 但是，除非我非常误解上图中的每个坐标系，除了右下角的坐标系是左手坐标系。 也许您在图形的图例中错误地标记了 x 和 y 轴？

除此之外，我同意将 ENU 转换为 NED 是相同的，无论是用于地面框架还是车身框架。 在车身框架上，名称 ENU 或 NED 没有多大意义，但我认为从 ROS 中使用的坐标框架转换为 FCU 应该始终相同。

我还没有检查@mhkabir上面发布的转换方法。 认为我们需要在进行数学运算之前先获得正确的图形

@thedinuka根据您认为正确的内容，您介意在 Paint 或其他东西中创建一个新的。 ;)

我有原始文件，可以更改它然后发送一个新文件（无需使用油漆 @mhkabir）。 关于右手和左手的事情似乎是正确的。 但是我仍然对有两种不同的转换存有疑问，当我做那个图像时，我也有它们。 所以可能我们需要检查代码，因为据我所知，大多数实现都使用上述转换。

在等待@TSC21修改后的图形版本时，我对此进行了更多思考，它似乎比我最初想象的要复杂。 我有点同意@TSC21。 我们需要考虑两对不同的坐标变换。

1) 从身体固定框架的 ROS 约定到身体固定框架的 Pixhawk 约定的转换。
2）从地球固定坐标系的ROS约定转换为地球固定坐标系的Pixhawk约定。

虽然 ROS 端和 Pixhawk 端都有关于用于身体固定坐标系的约定的文档，但我找不到关于 Pixhawk 端使用的关于惯性（或地球固定）坐标系的约定的具体信息。 如果我不得不猜测，那么我会说在 Pixhawk 方面，在没有 GPS 的情况下，地球固定坐标系与身体固定坐标系的初始方向对齐，但我不能 100% 确定是否情况就是这样。 所以为了防止任何错误和混乱，我现在只考虑身体固定框架。

根据 ROS 的文档 [1] 和 Pixhawk 的文档 [2]，我制作了下图。

一旦我们对上述（1）和（2）的坐标系图进行了验证、确认和同意，那么在 mavros 方面进行实际转换的数学计算就非常简单了。

[1] http://www.ros.org/reps/rep-0103.html
[2] https://pixhawk.org/dev/know-how/frames_of_reference

另请查看#148（协变转换）。

这可能有助于 ros-infrastructure/rep#95

我们结束了吗？ ENU/NED、身体/世界框架的当前转换是否正确？ 我问这个是因为我们需要迭代@blackcoder在发送视觉数据时在 FCU 上进行偏航旋转的可能性，因为我们做错了。
@vooon 、 @mhkabir 、 @tonybaltovski 、 @thedinuka ping！

@thedinuka对我来说看起来不错。

如果我不得不猜测，那么我会说在 Pixhawk 方面，在没有 > GPS 的情况下，地球固定坐标系与 > 身体固定坐标系的初始方向对齐

其实不需要GPS。 我们已经有了来自 mag 的全局偏航参考。 这应该意味着使用此偏航旋转的 EF 框架。

你好，
我将主题从 mocap_optitrack 重新映射到 mavros 中的 vision_pose/pose。 但是 mav 不能正确飞行，所以我更改了以下代码
Vision_position_estimate(stamp.toNSec() / 1000,
position.y(), position.x(), -position.z(),
滚动，-俯仰，-偏航）； // ??? 请检查！
到
vision_position_estimate(stamp.toNSec() / 1000,
position.y(), position.x(), -position.z(),
滚转，-俯仰，-偏航 + 1.57）；
即将 -yaw 更改为 -yaw + 1.57。
将车身框架从 ENU 转换为 NED 时，mavros 现在使用
(xyz)-->(x,-y,-z)
(w,x,y,z)-->(x,-y,-z,w)，所以我们得到
ENU ---> NED
滚---->滚
音高 ----->-音高
偏航 -----> -偏航。
但是我认为我们错误地认为偏航是基于世界坐标系中的 x 轴（当身体坐标系中的 x 与世界坐标系中的 x 一起时，偏航为 0），并且旋转 90 度。 所以我们应该让-yaw + 1.57。 IE
ENU ---> NED
滚---->滚
音高 ----->-音高
偏航 ----->-偏航+1.57。
在我改变它之后，mav 可以正确飞行。 所以我觉得其他插件也是这样。

@congleetea看起来是合法的。 您能否将相同的转换应用于设定点插件，看看结果如何？ 此外，来自local_position主题的数据是否具有正确的方向，而无需应用相同的转换？

另请查看#148（协变转换）。

我们也必须考虑到这一点。

PR #317 更改转换。

我已经测试过这个对话

NED(Pixhawk)->ENU(ROS)
(X,Y,Z)->(X,-Y,-Z)

ENU(ROS)->NED(Pixhawk)
(X,Y,Z)->(X,-Y,-Z)

这在 rviz 和 real fling 中都很有效。

@supermice确认 #317 所以谢谢！ :)